保温隔热涂层材料导热系数测试方法

      保温隔热涂料是近年发展起来的一种新型功能型涂料，用于建筑物的表面可降低建筑物内部温度，减少由于空调配备等引起的能源消耗。导热系数是衡量保温隔热涂料保温效果的关键技术指标，导热系数越小，材料的绝热性能越好。

      关于隔热涂料导热系数的测试，GB/T 17371—2008《硅酸盐复合隔热涂料》规定采用GB/T 10294—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》的测试方法。稳态双防护热板法测量绝热材料的导热系数，为了保证测量结果的稳定性和准确性，需将被测材料制成一定厚度的标准试板（样品规定尺寸：最小尺寸：100mm*100mm*1mm，最大尺寸：300mm*300mm*100mm）。但涂料属于液态、无定形产品，由于其附着力有限，不能一次性制得一定厚度的试板，只能采取少量、多次涂刷的制板方法。这种制样方法周期会非常长。而且，经过多次、反复成膜后所得的试板很容易出现厚度不均匀现象；同时涂膜试板在达到一定厚度时表面容易出现裂纹，这都会严重影响到测试结果的准确性。

      基于直接测试方法的制样缺点，我们尝试采用间接方式来实现对保温隔热涂料导热系数的测试。将一薄层的隔热涂料附着在一种主材的两表面形成复合材料，在经典的传热理论基础之上，对附着涂层的导热系数进行推导，基于复合材料和主材导热系数的可简单准确测出薄层涂料的导热系数。间接法测试薄层涂料导热系数的原理如下：

      设附着层涂料的导热系数为λ0，热、冷表面附着涂层的厚度分别为δ1、δ2 （ δ=δ1+δ2），中间主体材料的导热数为λ，厚度为h-δ，截面积为S。当系统处于稳定导热时，设热、冷两附着涂层表面温度分别为T1、T2，中间主材热、冷接触面的温度分别为T11、T22。由传热学和流体力学的原理可知：对一维稳态导热，由于温度变化是连续的，所以热传导是连续的，热流密度q 等于恒量。根据傅立叶定律得到双平板法测量导热系数的数学公式：

      根据式（1）可以得到：

       对式（2）进行整理计算可得到：

       在实际应用中，如已知主材的导热系数λ，要测某一种附着涂层的导热系数λ0，可用导热系数测定仪测出复合材料的导热系数λ′，由式（3）间接得到被测附着涂层材料的导热系数λ0。间接测试法测定薄层隔热涂料的导热系数，制样方法简单、周期短，涂层的厚度均匀，无表面裂纹等缺陷。验证试验证明，间接试验法测试结果准确，为保温隔热涂料及其它制样比较复杂的绝热材料的导热系数测定提出了新的途径。